摩擦系数降低35.5%，新型水凝胶微球攻克骨关节炎治疗难题

摩擦系数降低35.5%，新型水凝胶微球攻克骨关节炎治疗难题

骨关节炎是一种常见的退行性关节疾病，主要表现为软骨润滑减少和持续磨损，最终可能导致不可逆的损伤。目前，骨关节炎的治疗面临诸多挑战：物理治疗和药物治疗只能缓解症状，无法阻止疾病进展；传统润滑剂如透明质酸需要频繁注射，且难以精准靶向病变区域。针对这些难题，中国科学院上海高等研究院鲁恒毅、李久盛团队与中南大学湘雅医院王运佳团队合作，开发了一种新型靶向水凝胶微球（T-G/S HMS），为骨关节炎的早期治疗带来了新的希望。

研究团队设计的靶向水凝胶微球由甲基丙烯酰化明胶（GelMA）和聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱（PSBMA）组成，平均直径约为100微米。关键的创新在于微球表面修饰了抗I型胶原蛋白抗体（Anti-Col1），这种抗体能够特异性地识别并结合软骨损伤部位表达的I型胶原蛋白，从而实现精准定位。

PSBMA的添加提高了微球的亲水性，使其表面形成稳定的水合层，显著降低摩擦系数。实验数据显示，T-G/S HMS的摩擦系数低至0.020，比标准生理盐水降低了51.2%，比传统润滑剂透明质酸降低了35.5%。更令人印象深刻的是，即使在连续3小时的摩擦测试中，T-G/S HMS的摩擦系数仍能保持稳定，表现出优异的润滑性能和耐久性。

研究团队通过体外和体内实验全面评估了T-G/S HMS的生物相容性和治疗效果。体外实验显示，T-G/S HMS与软骨细胞共培养后未见明显的细胞毒性。在大鼠体内实验中，注射的T-G/S HMS主要集中在关节腔内，未见向其他器官的迁移，证实了其良好的生物相容性和安全性。

进一步的动物实验结果令人鼓舞。与传统润滑剂透明质酸相比，T-G/S HMS在减少软骨磨损和延缓病情发展方面表现出明显优势。实验数据显示，T-G/S HMS组大鼠的机械痛阈达到57.7 ± 28.7，明显高于透明质酸组的37.5 ± 13.1。同时，T-G/S HMS组的Lequesne MG指数为2.8 ± 1.5，显著低于透明质酸组的6.5 ± 1.9，显示出在减少关节疼痛和改善关节功能方面的显著效果。

这项研究提出的靶向水凝胶微球为骨关节炎的早期治疗提供了一种全新的精准医学策略。通过精准靶向软骨损伤部位，T-G/S HMS不仅能够提供优异的润滑效果，还能延缓疾病进展。这种创新治疗方法有望改变现有治疗手段，为患者带来更安全、更有效的治疗选择。

这项研究成果发表在材料科学领域顶级期刊《Advanced Materials》上，标志着我国在骨关节炎治疗领域取得了重大突破。随着进一步的研究和临床试验，这种靶向水凝胶微球有望在未来应用于临床，为骨关节炎患者带来新的希望。